Soutenance mémoire
Généralités sur les eaux
Les différents procédés de dessalement
Introduction
La double croissance économique et démographique de notre planète a pour conséquence une pression importante sur l’ensemble des ressources naturelles, jamais les tensions sur les matières premières n’ont été aussi fortes. Les besoins deviennent de plus en plus importants et les pollutions rendent la ressource inutilisable. Une des solutions pour pallier le déficit d’eau potable, est la conception des stations de dessalement [35] . Le dessalement (désalinisation ou dessalage) consiste à produire de l’eau douce à partir d’une eau salée ou saumâtre, généralement par extraction de l’eau douce et plus rarement par extraction du sel [36]. C’est une technique intéressante en vue de l’abondance de la matière première : l’eau de mer et les eaux saumâtres [5]. Les premières technologies utilisées industriellement furent des méthodes, dites « thermiques », de distillation. Dans les années 1980, se sont développées les méthodes dites à « membranes » telles que l’osmose inverse et l’électrodialyse, présentant un coût énergétique plus faible, aujourd’hui de 3,5 KWh/m3 d’eau produite en moyenne.
Situation de dessalement dans le monde
Le dessalement de l’eau est en très forte croissance dans le monde. L’approvisionnement en eau potable sur le plan quantitatif et qualitatif s’impose de plus en plus, parallèlement aux risques de pollutions (vecteurs de maladies, toxines ou matières en suspension ou agents pathogènes) qui perdurent à chaque étape du parcours de l’eau. La disponibilité géographique en eau douce est inégalement répartie dans le monde. Face à cette réalité, le dessalement de l’eau de mer est venu s’imposer pour pallier à ce déséquilibre [38]. On assiste d’ailleurs à une très forte augmentation (plus de 10% par an) du volume d’eau produit par dessalement. Les usines de dessalement se multiplient dans de nombreux pays (la Libye, l’Australie, la Grande Bretagne); surtout dans les pays en prise à des pénuries d’eau (Algérie, Libye, pays du golfe) mais aussi dans les pays d’Europe du sud (Espagne, Italie, Grèce) et aux États-Unis .
Importance du dessalement de l’eau de mer
Devant une crise d’eau certaine qui commence à se faire sentir à travers le monde, en plus des contraintes économiques pour un développement durable, des solutions appropriées nécessitent d’être élaborées afin de se préparer à faire face à ce défi qui menace l’existence même de l’homme. Plusieurs pays qui disposent de ressources hydriques salines considérables, doivent utiliser les techniques de dessalement, dont la fiabilité n’est plus à démontrer. Cette solution constitue un moyen assez fiable pour produire de l’eau potable [39].
Les étapes de dessalement de l’eau de mer
Quel que soit le procédé de séparation du sel et de l’eau envisagé, toutes les installations de dessalement comportent 4 étapes ;
Une prise d’eau de mer avec une pompe Un pré-traitement avec une filtration plus fine Le procédé de dessalement lui-même ; Le post-traitement. A l’issue de ces 4 étapes, l’eau de mer est rendue potable ou utilisable industriellement, elle doit alors contenir moins de 0,5 g de sels par litre [a6].
Captation d’eau de mer : Consiste à pomper l’eau de mer vers la station de dessalement, cette eau doit être bonne du point de vue matières en suspension. Sont utilisés dans cette étape deux types de technologies : Les forages côtiers : soit verticaux soit sous forme de galeries horizontales permettant d’obtenir une eau de très bonne qualité et relativement stables, La prise d’eau de surface : peut être faite en pleine mer. Dans le cas idéal, le captage doit être effectué en zone profonde, éloigné de la côte, protégé des pollutions et des forts courants.
Un pré-traitement avec une filtration plus fine, l’addition de composés biocides et de produits anti-tarte ; Le prétraitement de l’eau de mer est une étape clé pour chaque usine de dessalement. Le but principal du système de prétraitement est d’éliminer les particules colloïdales, organiques, minérales et les contaminants microbiologiques contenus dans l’eau brute (eau de mer). La teneur et la nature des salissures contenues dans l’eau de mer dépendent du type et de l’emplacement de l’entrée d’une usine de dessalement [40].
|
Table des matières
Remerciements Dédicaces Résumé Liste des figures Liste des tableaux Liste des abréviations Introduction générale
Chapitre I : Généralités sur les eaux
I.1 Introduction
3 I.2. Définition
I.3. Importance de l’eau
I.4.Les besoins en eau
I.4.1. Besoins physiologiques
I.4.2. Besoins domestiques
I.5. Répartition des eaux sur la terre
I.6. Caractéristiques des eaux de mer et des eaux saumâtres
I.6.1. Les eaux saumâtres
I.6.2. Les eaux de mer
I.7. Paramètres de l’eau
I.7. 1. Paramètres physico-chimiques
La température
PH
Matières en suspensions
Conductivité électrique
Dureté totale
Solubilité des gaz dans l’eau
Alcalinité
Cation et anion
Les Nitrates NO3-
Les Nitrites NO2-
Matières phosphatées
les métaux lourds
Chlorures
Le sodium
Le potassium
Les Sulfates
Les carbonates et les bicarbonates
Ion magnésium
I.7. 2. Paramètres organoleptiques
la couleur
l’odeur et la saveur
Turbidité
La matière solide dissoute totale (TDS)
I.7. 3. Paramètres microbiologiques
Protozoaires
Les coliformes totaux et fécaux
Les streptocoques fécaux
I.8.Catégories de l’eau
a.Eau potable
b.Eau de source
c.Eau minéral
Conclusion
Chapitre II: Différents Procédés de dessalement
II.1. Introduction
II.2- Situation de dessalement dans le monde
II.3 Importance du dessalement de l’eau de mer
II.4. Les étapes de dessalement de l’eau de mer
Captation d’eau de mer
Un pré-traitement
Différents procèdes de dessalement
1.Les procédés utilisant des membranes
a.l’électrodialyse
a. 1. Principe de fonctionnement
b .L’osmose inverse
b. 1. Pression osmotique
b. 2. Polarisation
2.Les procédés agissant sur les liaisons chimiques
a .Echange ionique
3. Les procédés thermiques
a.Le dessalement par congélation
b. Le dessalement par distillation
b. 1.Procédés de distillation
Distillation à simple effet
Distillation à multiples effets (Multi-Effect distillation MED)
a.Les évaporateurs multiples effets à tubes horizontaux arrosés
b.Les évaporateurs multiples effets à plaques
c.Les évaporateurs multiples effets à longs tubes verticaux
1.Détermination du nombre d’effets
Distillation par détentes successives ou procédé Flash (Multi Stage Flash distillation MSF)
Distillation par compression de vapeur
Evaporateur à Ejectocompression
Evaporateur à compression mécanique
Principe
Distillation solaire
A.Distillation solaire directe
Principe
B.Distillation solaire à plusieurs étages
Le post-traitement
II.5.Considérations techniques et économiques des différents Procédés de dessalement
II.6. Impacts sur l’environnement
Conclusion
Chapitre III: Description de la station de dessalement d’ALZINC
III.1.Introduction
III.2. Situation géographique de l’entreprise ALZINC
III .3.Principe de fonctionnement de l’unité de dessalement
III .4.Description de l’installation
III .4.1.Evaporateur
a.L’enveloppe de l’évaporateur
b .Les cellules
III .4..2. Ejectocompresseur
III .4.3.Système d’extraction d’air
III .4.4.Circuit eau de mer
a. Station de pompage
III 4.5.Circuit saumure
III .4.6.Circuit eau distillée
III .4.7.Circuit vapeur
III .4.8. Prétraitement de l’eau d’appoint :
III .4.9.Système de contrôle
III .5.Description du procès de dessalement
III .6. Problèmes rencontrées par l’unité de dessalement
III .6.2. Corrosion
III .6.3. Prolifération de végétaux et d’animaux marins
III .6.4. Présence d’incondensables
III .6.5 .Entartrage des faisceaux tubulaires
III .7.Caractéristiques techniques
III .8. Conclusion
Chapitre IV : Matériels et méthodes
IV 1. Introduction
IV.2. Matériels et méthodes
IV.2.1. Mode de prélèvement
IV.2.2.Méthodes d’analyses
IV.2.2.1.Méthodes Volumétriques
Dosage par la méthode compléxometrique
IV.2.2.2.Analyse gravimétrique
Principe
Appareillage
IV.2.2.3.Spectrophotomètre UV / visible (Méthode colorimétrique)
Principe
Appareillage
IV.2.2.4.Absorption atomique
Appareillage
IV.3.Essais de laboratoire
IV.3.1.Paramètres physico-chimiques
IV.3.1.1.Température
IV.3.1.2. Potentiel d’hydrogène (pH )
IV.3.1.3.Mesures de conductivité
La conductivité électrique
IV.3.2.Paramètres chimiques
IV.3.2.1.Caractéristiques de l’eau .
A. Dureté de l’eau
Dosage de la dureté de l’eau
Réactifs utilisés
a.Modes opératoires
A.1.Dureté totale
B. Alcalinité
Principe
Réactifs
a..Mode opératoire
B.1. Titre alcalimétrique simple TA
B.2. Titre alcalimétrique complet TAC
C. Concentration en sels dissous
D. Dosages chimiques
1. Chlorures
1. Principe..
Produits utilisée
a.Mode opératoire
2. Sulfate
Principe
Produits utilisée
a.Mode opératoire
3 .Calcium, magnésium, sodium, cadmium, cuivre, zinc et plomb
a.Méthode de travail
Conclusion
Chapitre V: Résultats et discussion
V.1.Introduction
V.2.Résultat d’analyse de l’eau distillée de l’année 2013
V.2.1. Le potentiel d’hydrogène (pH)
V.2.2. La Conductivité
V.2.3. Chlorure (Cl-)
V.3.Resultat d’ analyse de l’eau distillée de l’année 2014
V.3.1. Le potentiel hydrogène (pH)
V.3.2. La Conductivité
V.3.3. Chlorure (Cl-)
V.4.Resultat d’ analyse de l’eau distillée de l’année 2015
V.4.1. Le potentiel hydrogène (pH)
V.4.2. La Conductivité :
V.4.3. Chlorure (Cl-)
V.5.Resultat d’ analyse de l’eau distillée de l’année 2016
V.5.1. Le potentiel hydrogène (pH)
V.5.2. La Conductivité
V.5.3.Chlorure(Cl-
V.6. Résultat d’ analyse de quinze jours
V.6.1.Titre alcalimétrique (T.A)
V.6. 2.Titre alcalimétrique complet (T.A.C)
V.6.3. Les sels dissous
V.6.4..La dureté totale (T.H)
V.6.5.La dureté permanente
V.6.6. Le potentiel hydrogène (pH)
V.6.7.la température
V.6.8.La Conductivité
V.6.9.Chlorure (Cl-)
V.6.10.Sulfate (SO4-2)
V.6.11.Métaux lourd
a. Le sodium (Na)
b.Le Zinc (Zn)
c.Le cuivre (Cu)
d.Le Fer (Fe)
e.Le Calcium (Ca)
f.Le Magnésium (Mg)
g.Le Potassium (K)
Conclusion générale Bibliographie
Télécharger le rapport complet
